DASWARA DJAJASASMITABagian Fisiologi
Fakultas KedokteranUniversitas Jenderal Achmad Yani
Aktivitas Listrik jantung
Jantung mempunyai sistem khusus:Mencetuskan impuls listrik yang ritmis irama
kontraksi jantung yang ritmis Menghasilkan impuls-impuls dengan cepat ke
jantungBerfungsi normal: atria berkontraksi 1/6 detik
lebih awal daripada ventrikel memungkinkan pengisian ventrikel sebelum ventrikel memompakan darah ke sirkulasi paru dan perifer.
Sistem ritmis dan konduksi sangat rentan terhadap kerusakan akibat penyakit jantung (iskemia) sering timbul irama jantung yang aneh.
Aktifitas Listrik Pada JantungAktifitas listrik pada sel jantung disebabkan oleh
pemukaan dan penutupan selektif dari kanal membran plasma untuk natrium, kalium dan kalsium.
Depolarisasi dicapai oleh pembukaan kanal natrium dan kalsium, dan penutupan kanal kalium.
Repolarisasi dicapai oleh pembukaan kanal kalium dan penutupan kanal natrium dan kalsium.
Potensial Pacemaker dicapai oleh pembukaan kanal untuk ion natrium dan kalsium, dan penutupan kanal untuk ion kalium.
• Aktifitas listrik normal diawali dalam sinoatrial (SA) node dimana sel-sel pacemaker mencapai ambang rangsang pertama.
• Aktifitas listrik menyebar melalui atria, menuju atrioventrikular (AV) node, melalui sistem purkinje, ke otot ventrikel.
• Noreprinephrine meningkatkan aktifitas pacemaker dan kecepatan konduksi potensial aksi.
• Acetilkolin menurunkan aktifitas pacemaker dan kecepatan konduksi potensial aksi.
• Perbedaan voltase antara repolarisasi dan depolarisasi bagian-bagian jantung direkam dengan elektrokardiogram (EKG).
• EKG dapat menyedian informasi klinik mengenai rate, irama, pola depolarisasi, dan aktifitas listrik otot jantung
Aktifitas listrikk sel jantung tergantung pada gradien ion melintasi membran plasma dan perubahan permeabilitas terhadap ion selektif saat pembukaan dan penutupan kanal kation.
Dasar ionik aktivitas elektrik jantung: potensial membran jantung 5 fase:
Fase 0: Lonjakan cepat potensial aksi.
Fase 1: Repolarisasi kecil hanya setelah depolarisasi cepat.
Fase 2: Plateau dari potensial aksi.Fase 3: Repolarisasi menuju
potensial membran istirahat.Fase 4: potensial membran
istirahat pada sel atrial dan ventrikel, potensial didalam membran stabil sekitar -90 mV terhadap sel di luar.
Ketika sel dibawa ke threshold terjadi potensial aksi.Depolarisasi cepat dari -90 mV ke
+20 mV. (fase 0) dst sampai fase 4.
Terlihat perbedaan antara sel ventrikel dengan sel sinoatrial (SA) node dan atrioventrikular (AV) node,yang menunjukkan
depolarisasi progresif selama fase 4 disebut potensial pacemaker (gb. B).
Tidak terdapat fase 2 (plateau).
Pada sel atrial, mempunyai diastolik menetap pada potensial membran istirahat (fase 4).
Pembukaan dan Penutupan kanal kation menimbulkan potensial aksi ventrikel
Fase 0: Depolarisasi awal dalam potensial aksi.Pembukaan selektif pada kanal
Na+. Depolarisasi terjadi ketika
potensial membran bergerak dari potensial equilibrium K+ ke arah potensial equilibrium Na+.
Di sel ventrikel pertama kali terjadi pasif, merupkan respon terhadap depolarisasi pada membran berdekatan.
Saat membran sel ventrikel ke arah threshold, voltage-gated kanal Na+ membuka, menyebabkan potensial aksi melonjak dengan cepat.
Fase 1: repolarisasi kecil setelah depolarisasi cepat, potensial aksi ventrikel
disebabkan oleh penurunan sejumlah pembukaan kanal Na+ dan pembukaan sebagian tipe kanal K+.
Fase 2: Depolarisasi lambat (plateau), Kombinasi penutupan kanal
K+ dan pembukaan voltage-gated kanal Ca2+.
Pembukaan kanal lebih lambat dari voltage-gated kanal Na+, dan tidak berkontribusi terhadap lonjakan potensial akasi pada ventrikel.
Fase 3: repolarisasi. Potensial membran kembali ke
stadium istirahat, disebabkan oleh penutupan kanal Ca2+ dan pembukaan kanal K+ tertentu.
Peningkatan relatif dalam permeabilitas terhadap K+ membawa potensial membran ke arah potensial equilibrium K+.
Fase 4: potensial membran istirahat.Pembukaan kanal K+.Potensial membran istirahat
(diastolik) dari sel ventrikel dipertahankan terutama oleh kanal K+ yang membuka potensial negatif lebih tinggi.
Periode Refraktori
Disebabkan oleh perlambatan didalam reaktivasi dari kanal Na+.
Sel otot jantung memperlihatkan periode refraktori yang panjang/lama sehingga tidak akan terjadi tetani, walaupun dirangsang terus-menerus.
Periode refraktori mulai dari saat depolarisasi sampai mendekati akhir fase 3.
Terjadi karena kanal Na+ membuka sampai fase 0 menutup dan tidak akti sampai repolarisasi membran.
Neurotransmiter dan ligand lain dapat mempengaruhi konduksi ion membran
Normal sel pace maker dipengaruhi oleh saraf parasimpatis (vagus) dan simpatis (kardioakselerator).
Asetilkolin (Ach): Menyebabkan perlambatan denyut jantung, akibat
penurunan depolarisasi spontan pada sel pacemaker.Denyut jantung lambat (bradikardia): < 60 x/menitMeningkatkan pembukaan kanal K+ dan menurunkan
pembukaan kanal Na+ dan Ca2+.
Norepinefrin:Menyebabkan peningkatan slope dari pacemaker
potensial sehingga threshold dicapai lebih cepat.Denyut jantung meningkat (takikardia): > 100 x/menit.Meningkatkan slope potensial pacemaker akibat
pembukaan kanal yang membawa Na+ dan Ca2+ dan penutupan kanal K+.
Kedua efek ini menyebabkan pergerakan yang lebih cepat dari potensial pacemaker ke arah potensial equilibrium Na+ dan Ca2+.
Norepinefrin dan asetilkolin menggunakan efek ini melalui mediasi protein Gs dan Gi
Inisiasi dan Perambatan aktivitas elektrik jantung
Eksitasi dimulai didalam SA Node karena sel-sel SA mencapai threshold lebih awal.
Rata-rata pacemaker normal pada:SA node: 60-100 x/menit.AV node: 40-55 x/menit.Aktivitas pacemaker didalam berkas his dan
sistem purkinje lebih lambat lagi, yaitu 25-40 x/menit.
Normal sel atrial dan ventrikel tidak memperlihatkan aktivitas pacemaker.
Sistem eksitasi dan konduksi dari jantung
Tujuan: mengatur kontraksi jantungSinus node (SA node): tempat impuls
ritmis dicetuskan.Jalur internodus: menghantarkan
impuls dari nodus sinus ke nodus atrio-ventrikular (AV node).
AV node: tempat impuls dari atrium mengalami perlambatan sebelum masuk ke ventrikel.
Berkas AV: menghantarkan impuls dari atrium ke ventrikel.
Serabut purkinje kiri-kanan: menghantarkan impuls jantung ke seluruh ventrikel.
Sinus (sinoatrial) node
Terletak di dinding superior posterolateral atrium kanan, sedikit lateral vena cava superior.
Serabut sinus nodul berhubungan langsung dengan serabut otot atrial.
Potensial aksi mulai dari sinus node menyebar ke dalam dinding otot atrial.
Serabut jantung mempunyai kemampuan untuk eksitasi sendiri menyebabkan automatic rhythmical discharge and contraction.
Mekanisme irama nodus sinus
Tiga tipe membran ion canal yang memainkan peranan penting dalam menyebabkan perubahan voltase aksi potensial:(1)Fast sodium channels(2)Slow sodium-calcium channels(3)Potassium channels
Resting membrane potential:-Serabut sinus node: -55 to -60 mV-Serabut otot ventrikel: -85 to -90 mV
Internodal Pathways and Transmission of the Cardiac Impulse through the Atria
Ujung serabut nodus sinus berhubungan langsung dengan serabut otot atrium.
Potensial aksi dari nodus sinus menyebar ke seluruh massa otot atrium AV.
Transmisi impuls jantung
Tissue Conduction Rate
(m/s)
SA Node 0.05 Atrial Pathways 1 AV Node 0.05 Bundle of His 1 Purkinje system 4 Ventricular muscle 1
Pengontrolan eksitasi dan konduksi di jantung
Sinus node sebagai pacemaker Normal: impuls muncul dari sinus node70-80 kali permenit
Abnormal Pacemakers
“Ectopic” Pacemaker = pacemaker bukan dari sinus node.Bila ada kelainan di A-V node atau serabut
purkinje timbul discharge ritmis lebih cepat daripada sinus node.
Menyebabkan kelainan kontraksi jantungGangguan pompa jantung
Peran System Purkinje dalam menyebabkan kontraksi otot ventrikel yang sinkron
Impuls jantung sampai pada semua bagian ventrikel dalam waktu yang sangat sedikit.
Eksitasi serabut otot ventrikel pertama hanya 0.03 sampai 0.06 detik mendahului eksitasi serabut otot ventrikel terakhir.
Sehingga kedua otot ventrikel akan berkontraksi bersamaan.
Pemompaan efektif oleh kedua ruang ventrikel memerlukan kontraksi yang sinkron.
Kontrol irama jantung dan konduksi impuls oleh saraf simpatis dan parasimpatis
Saraf Parasimpatis (vagi):terutama didistribusikan di S-A dan A-V nodeSedikit di otot atria dan sangat sedikit di otot
ventrikelSaraf Simpatis:
Didistribusikan ke semua bagian jantung Terutama di ventrikel